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Failover Cluster de Hyper-V

Com a combinação de perfeita da tecnologia, pode-se aumentar a disponibilidade dos servidores. Converter os servidores físicos em virtuais, imediatamente obtemos recursos adicionais que pode torná-los menos prováveis de ir a baixo e é muito mais fácil os trazer de volta quando é utilizamos as devidas tecnologias, como:

• Snapshots permite que volte no tempo de quando uma actualização de software ou configuração rebentar com a configuração de um servidor íntegro.
• Virtual hard disks consolidar milhares de ficheiros que compõem um servidor Windows em um único arquivo para backups, que melhora significativamente a contabilidade desses backups.
• Suporte de volume VSS (Volume Shadow Copy Service - serviço de cópias de sombra), que está disponível nativamente no Hyper-V, significa que aplicativos possam retornar de uma restauração com zero perda dos dados e imediatamente pronto para utilizar.
• Recursos de migração melhora as actividades de tempo de inactividade planeado, ao fornecer um mecanismo para realocar o processamento de máquinas virtuais a novos hosts com pouca ou nenhuma interrupção no serviço.
• Clusters de failover significa que a perda de um host virtual move automaticamente máquinas virtuais para novos locais onde eles podem continuar a fazer o seu trabalho.

A parte mais difícil em tudo isto é descobrir exactamente quais tecnologias que se precise implementar — e quais se podem arcar. Há uma relação directa entre os níveis de redundância que pode implementar em um ambiente de TI e o custo. Tendo isso em mente, ao adicionar uma tecnologia como cluster de failover do Windows Server 2008 à tecnologia Hyper-V pode ter prejudicial devido à complexidade percebida. Ainda assim é possível implementar, não necessariamente uma altamente confiável, mas uma "razoavelmente confiável" virtualização por um menor custo do que poderia pensar.

Para esse fim, podemos explorar uma solução muito simples que integra essas duas tecnologias. Esteja ciente de que esta implementação não dê imediatamente os mais altos níveis de disponibilidade, mas é uma solução mais simples, que pode implementar hoje. Depois de compreender as noções básicas, existem mais algumas maneiras de adicionar ainda mais, com custo adicional e com uma complexidade maior, é claro. Cabe ao orçamento que tem disponível, ser o guia.  

Cluster Hyper-V
Implementar a redundância com tecnologia Hyper-V envolve fazer o cluster de serviços em dois ou mais servidores. Cada computador deve ter instalado uma versão x64 do Windows Server 2008 Enterprise Edition, e cada um deve incluir um mínimo de duas placas de rede por servidor além de uma ou mais placas de rede para iSCSI. Neste exemplo muito simples, pode utilizar a rede para conectar esses dois servidores a um terceiro servidor ou dispositivo que hospeda um conjunto de discos partilhados iSCSI. iSCSI é usado aqui porque é fácil de configurar, requer pouco ou nenhum equipamento adicional ou formação especializada e pode ser executado na sua rede existente.

Nesses discos irá armazenar os ficheiros para as máquinas virtuais para que possam ser acedidos directamente por ambos os hosts. Conforme mostrado na Figura 1, duas placas de rede conectadas a cada servidor e duas redes diferentes (uma para rede privada cluster, o outra para a rede de produção), enquanto o terceiro se conecta aos discos do iSCSI. Neste exemplo, as conexões iSCSI estão em redes diferentes do tráfego de produção. Separar o tráfego iSCSI do tráfego de rede normal é importante proteger o tráfego de cada tipo do congestionamento da rede do outro.

 

Figura 1 - no mínimo, seis conexões de rede necessárias para iniciar um cluster.

A primeira etapa da preparação no ambiente é validar se os servidores na verdade podem executar a função Hyper-V. O Hyper-V tem três requisitos de hardware:

• O servidor deve ser capaz de executar a versão x64 do sistema operativo do Windows.
• Processador do servidor deve estar equipado com hardware prevenção de execução de dados (DEP - Data Execution Prevention).
• Recursos de processador do servidor devem incluem as extensões de virtualização.

Esses três requisitos são todos os determinados pelos recursos de processador disponíveis no servidor, e há duas maneiras para determinar se os servidores atendem a essas necessidades. Em qualquer servidor adquirido de um fornecedor de hardware, pode sempre verificar se o servidor e o modelo se encontra no Catálogo do Windows Server.

Se o servidor não estiver na lista ou é de design próprio, poderá fazer download da Ferramenta Securable test tool. Esta pequena ferramenta testa recursos do processador contra esses três requisitos. Se o comprimento de bit máximo é de 64 e os relatórios da ferramenta dizem Sim para ambos hardware DEP e para hardware de virtualização, então tem o que precisa.

A próxima etapa no processo é criar dois discos que estão expostos na rede por meio de iSCSI. O primeiro disco será 512 MB de tamanho para o disco de testemunha, enquanto o segundo disco será de um tamanho necessário para a instalação completa de uma máquina virtual. As etapas exatas para isso serão diferentes, pois depende de qual produto irá usar para hospedar os discos. Se o ambiente tiver iSCSI hardware no local, basta criar e expor dois novos discos por meio da interface. Se não tiver iSCSI por hardware, o software de destino iSCSI existe na Internet em que pode instalar em um servidor à parte no ambiente para essa finalidade.

Se precisar de usar iSCSI baseados em software, convém examinar cuidadosamente os recursos disponíveis. O Microsoft cluster requer iSCSI para oferecer suporte a SCSI Primary Commands-3, especificamente o suporte de reservas persistentes. A maioria dos softwares para custo iSCSI actualmente suporta esse recurso, mas há muito pouco suporte para pacotes de software em open source.

Um pacote de software barato e fácil de usar é o StarWind iSCSI Target da Rocket Division. Irá precisar usar uma das versões pagas para o cluster porque com a versão free do Personal Edition, não oferece suporte para ligar vários servidores no mesmo disco. Existem outras opções, mas no momento não há nenhum download freeware da Microsoft que pode ajudá-lo.

Depois de criado e exposto esses dois discos para a rede por meio de iSCSI, execute a seguintes etapas em cada computador que irá fazer parte do cluster para se conectar aos discos:

1. Vá para Administrative Tools | iSCSI Initiator. Na sua primeira tentativa de ligação para a ferramenta, irá ser solicitado duas vezes para habilitar o serviço Microsoft iSCSI e desbloquear a conexão da firewall. Escolha Sim para ambos para iniciar a console.
2. Para localizar os discos, vá até à tab Discovery e clique em Add Portal. No painel de resultados, digite o endereço IP para o disco iSCSI e clique no botão Avançado. Em seguida, altere o adaptador local para Microsoft iSCSI adaptador. De seguida, altere o IP de origem para o endereço IP para a placa de rede que seleccionou para sua conexão de disco. Firewalls podem impedir o iniciador de aceder o destino se um erro na conexão ocorrer neste ponto.
3. Se tiver êxito na ligação aos discos pela rede, irá ver o nome de cada disco na guia destinos. A próxima etapa é fazer logon em cada disco. Para fazer isso, clique no disco e seleccione logon. No painel de resultados, marque a caixa Automatically restore this connection when the computer starts e clique no botão Avançado. Novamente, configure o adaptador local para Microsoft iSCSI adaptador, o IP de origem para o endereço IP da placa de rede correto e o portal de destino para o endereço IP e porta para o dispositivo iSCSI. Repita essa etapa para cada disco. Um logon bem-sucedido irá ter aparência semelhante à Figura 2.
4. Na guia Favorite Targets, clique no botão Actualizar. Os nomes de disco devem constar da lista de destinos favoritos.
5. Na guia Volumes and Devices, clique no botão configuração automática. Se tudo foi feito correctamente a esse ponto, irá ver as referências a cada disco aparecem na caixa.

 
A Figura 2 uma conexão bem-sucedida em discos de iSCSI

Após a ligação para os discos, irá precisar inicializar e formatá-los para torná-los pronto para serem utilizados. Pode fazer isso em Server Manager sob o Storage | Disk Management. Esse processo deve ser executado em cada computador, mas deve ser feito somente quando o outro computador é desligado. Faça isso agora e inicie o Disk Management. Agora, clique com o botão direito do rato em cada disco e coloque o disco on-line. Em seguida, clique com o botão direito do rato novamente e inicializar o disco. Por fim, clique com o botão direito do rato uma terceira vez para criar um novo volume simples, formatar o disco como NTFS e atribuir a ele uma letra de unidade. Neste exemplo, será atribuído a letra Q: para a unidade de quorum e F: para a unidade para nossa máquina virtual.

Desligue o primeiro computador e inicie o segundo. No segundo computador, verifique se o disco está atribuído na mesma letra de unidade como foi atribuído no primeiro computador. Quando isso for concluído, os dois computadores podem ser activados. Os discos agora estão prontos para o cluster.

A próxima etapa neste processo é instalar a função de Hyper-V computador bem como o recurso de cluster de failover. Pode fazer ambas no Server Manager. Antes de se instalar qualquer função ou recurso, actualize o servidor. Instalar esses componentes requer uma reinicialização.

Duas etapas ainda permanecem. Primeiro, validar o cluster, navegue para Administrative Tools | Failover Cluster Manager. Clique no link para validar a configuração. Esta etapa garante que tudo o que configurou está correcto para se preparar para a criação de cluster. Se a configuração passar nos testes de validação, clique no link para criar o cluster. O assistente irá pedir os nomes de membros de cluster bem como um endereço IP a ser usado para comunicação do cluster. Esse endereço será um endereço IP não usado na rede e não deve ser qualquer um dos endereços IP que utilizou para este ponto neste procedimento. Conclua o Assistente para criar o cluster.

Trabalhar com cluster Hyper-V
Quando utiliza a tecnologia Hyper-V sozinha e sem o System Center Virtual Machine Manager, o processo de gestão dos hosts de cluster virtuais ocorre em dois locais. Criar e trabalhar com máquinas virtuais no Hyper-V Manager. A configuração de ambos os próprios clusters e os recursos de cluster necessários é feita de dentro do Failover Cluster Manager.

Para criar uma nova máquina virtual, abra o Hyper-V Manager e seleccione New | Virtual Machine. Responda às perguntas ao assistente e certifique-se de que armazene os ficheiros de disco da máquina virtual na unidade F:. Todos os ficheiros associados a uma máquina virtual de cluster devem sempre ser armazenados em discos partilhados. Depois de criar a máquina virtual, desligue-a e inicie o Failover Cluster Manager. A próxima etapa é configurar os recursos necessários para o cluster de máquina virtual. Clique com o botão direito do mouse serviços e aplicativos e selecione Configure a Service or Application. Seleccione o item virtual machine no menu e clique em Avançar. A janela irá ficar semelhante à Figura 3. Seleccione a máquina que deseja estar no cluster. Não irá conseguir seleccionar as máquinas que está ligado ou que os ficheiros do disco não são armazenados em unidades compartilhadas. Conclua o assistente para concluir este processo.

 
A Figura 3 seleccionar uma máquina deve ser feito com reconhecimento de cluster

Agora tem uma máquina virtual que é o reconhecida pelo cluster, e este VM agora irá beneficiar de alta disponibilidade fornecida pelo cluster de failover do Windows Server 2008. Isto significa que, se o coordenador da máquina virtual for desligado ou se a VM apresentar problemas, reiniciará automaticamente propriamente dito no outro nó do cluster. a Figura 4 mostra um exemplo de como a máquina virtual aparece no Failover Cluster Manager.

 
A Figura 4 uma máquina virtual hospedada no Failover Cluster Manager

Se precisar executar a manutenção no host de cluster, pode agora também rapidamente migrar nessa máquina virtual para o outro host, ao clicar na respectiva instância em serviços e aplicativos e seleccione Move this service or application to another node. No mesmo local, as propriedades deste grupo da máquina virtual fornecem um local para instruir o cluster quais os nós que são preferenciais para hospedar o computador. Em clusters de failover do Windows, um proprietário preferencial corresponde a nós de cluster em que prefere que a VM para ser hospedado no caso de um failover. Essa opção tem impacto em clusters com mais de dois nós mas pode ser uma maneira de manualmente ter balanceamento de carga de máquinas virtuais em vários nós.

Aumentar a disponibilidade
Essas etapas são apresentadas para mostrar como é fácil adicionar extra disponibilidade para os servidores. Se tiver dois servidores do Windows Server 2008 Enterprise Edition em torno de qualquer dispositivo iSCSI (seja por hardware ou por software), com apenas algumas etapas poderá criar um cluster básico do Windows para oferecer suporte a alta disponibilidade. 

Além disso, conforme já mencionado, isso é apenas a primeira etapa. Há outras camadas da tecnologia que provavelmente poderá desejar adicionar a arquitectura para obter ainda mais disponibilidade. Cada camada adiciona um pouco mais resiliência ao ambiente — mas também adiciona um pouco mais de custo e complexidade. Dependente das necessidades e do orçamento, considere os seguintes tópicos como possíveis complementos:

Equipamento de servidor O uso de equipamento que não esteja listado no Catálogo do Windows pode afectar a capacidade de suporte e pode não atender às melhores necessidades das máquinas virtuais. Mover para o equipamento de testado e suportado de servidor irá garantir suporte completo no caso de um problema.

Redundância de placa de rede Com o mínimo de três placas de rede ligadas em cada nó de cluster aos discos e redes, a perda de qualquer uma (placa de rede) pode significar na perda do servidor como um nó de cluster. Assim, adicionar mais placas de rede para vários caminhos redundância iSCSI ou rede deve ser a primeira opção para obter mais hardware.

Redundância do caminho de rede O uso de iSCSI em toda a rede de produção pode ter um impacto significativo sobre o seu desempenho. O inverso também é verdadeiro, bem como tráfego de rede tradicional pode ter um impacto na conexão de um nó de cluster para o disco. Isolar o tráfego de iSCSI para seu próprio caminho de rede isola esse tráfego a seu próprio segmento de rede, garante com isso a disponibilidade completa como alteração de condições de rede.

Utilizar hardware iSCSI Embora o software de destino iSCSI funcione, pode representar um problema. A perda do servidor que hospeda os discos de iSCSI significa a perda de todo o cluster. Como servidores exigem reinicializações de tempos em tempos, com base em hardware iSCSI tende a garantir níveis superiores de disponibilidade.

Redundância do iSCSI Se usar hardware ou software para a conexão iSCSI, ainda é um ponto único de falha se não for feita redundância. Procure soluções que fornecem redundância para os discos iSCSI.

System Center Virtual Machine Manager Usar Hyper-V sozinho em vários sistemas pode ser um desafio. Há muito a ser configurado e muitas etapas envolvem intervenção manual. Adicionar recursos extra de gestão obtidos por meio do System Center Virtual Machine Manager torna o processo de gestão de ambiente de virtualização muito mais fácil, que reduz a possibilidade de erros e tempo de inactividade.

Nós de cluster adicionais O Windows Server 2008 Enterprise Edition x64 pode oferece suporte a até 16 nós em um cluster de failover. Adicionar nós extras a um cluster requer executar as etapas descritas aqui em um servidor adicional e adicionar esse servidor para o cluster. Assim que tiver esse servidor adicional, tem outro local em que máquinas virtuais podem levantar quando houver problemas. Isso é especialmente útil quando considera como a perda de um único nó pode afectar o desempenho da máquina virtual. Por exemplo, se armazenar quatro máquinas virtuais em cada nó de cluster de um cluster de dois nós, a perda de um nó move todas as máquinas virtuais oito para um único nó. Ao colocar várias VM em um servidor afecta o desempenho de todas as máquinas virtuais.

Clusters de vários sites Clusters de failover tradicionais são criados para proteger contra a perda de um host, mas não são comportam bem em caso de um desastre. Para proteger contra a perca de cada nó de cluster ao mesmo tempo, considere a criação de um geocluster. Uma tarefa muito mais complexa, geoclusters abrange sub-redes e aproveita a tecnologia de replicação para manter os armazenamentos de dados em sincronia. Com um geocluster, se perder um site inteiro, as máquinas virtuais automaticamente irão migrar para o outro site com apenas uma interrupção pequena (claro que depende da largura de banda entre os sites e o tamanho da Vm).  

Estas opções adicionam mais custo ao ambiente e muitos adicionam significativos níveis de complexidade. Mas todos eles fazem uma arquitectura altamente disponíveis.